DE9303271U1 - Transport and holding device - Google Patents
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Abstract
Description
DIPL-ING. GUIDO ENGELHARDT PATENTANWALTDIPL-ING. GUIDO ENGELHARDT PATENT ATTORNEY
7990 Friedrichshafen7990 Friedrichshafen
Handtmann A-Punkt
Automation GmbHHandtmann A-Point
Automation GmbH
7982 Baienfurt7982 Baienfurt
Transport- und HaltevorrichtungTransport and holding device
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transport- und Haltevorrichtung für stangenförmige Werkstücke, insbesondere für Hohlprofile, die einem Bearbeitungszentrum zuführbar und in diesem zu bearbeiten sind.The invention relates to a transport and holding device for rod-shaped workpieces, in particular for hollow profiles, which can be fed to a machining center and machined in it.
Die Bearbeitung von in Stangen angelieferten Profilen, die zu unterteilen und entsprechend zu bearbeiten sind, um die abgelängten Profilsegmente z. B. zu einem Fensteroder Türrahmen zusammensetzen zu können, erfordert einen erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand. Die Profile müssen nämlich mittels Werkstückspann vorrichtungen nach Art eines Schraubstockes auf einem mit T-förmigen Nuten und/ oder Lochbildern versehenen Maschinentisch, mit dem diese einem Bearbeitungszentrum oder einer Werkzeugmaschine zuzuführen sind, aufgespannt werden. Hierbei sind die Spannvorrichtungen auf dem Maschinentisch manuell zu montieren und in der Weise zu positionieren, daß das Profil an den vorgesehenen Stellen auch bearbeitet werden kann. Die Positionen der einzelnen Spannvorrichtungen können aber, da diese nur entsprechend den vorgegebenen T-Nuten bzw. Lochbildern auf dem Maschinentisch anzuordnen sind, nicht für alle Arbeitsvorgänge im voraus fest-The processing of profiles delivered in bars, which have to be divided and processed accordingly in order to be able to assemble the cut profile segments into a window or door frame, for example, requires a considerable amount of work and time. The profiles have to be clamped using workpiece clamping devices in the manner of a vice on a machine table with T-shaped grooves and/or hole patterns, which are used to feed them to a machining center or machine tool. The clamping devices have to be mounted manually on the machine table and positioned in such a way that the profile can also be processed at the intended locations. The positions of the individual clamping devices cannot, however, be determined in advance for all work processes, as they can only be arranged on the machine table in accordance with the specified T-slots or hole patterns.
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gelegt werden, nachträgliche Ausrichtarbeiten sind somit unumgänglich. Diese Umspannungen bedingen wiederum einen mitunter großen zusätzlichen Aufwand, auch ist, da zum Umsetzen der Spanneinrichtungen das Bearbeitungszentrum oder die Werkzeugmaschine stillzusetzen ist, eine kontinuierliche Bearbeitung nicht zu bewerkstelligen. Des weiteren ist von Nachteil, daß die Ausschußquote aufgrund der mehrmaligen Lageänderungen der meist farbbeschichteten Profile auf dem Maschinentisch hoch ist und daß ein größerer Verschnitt in Kauf genommen werden muß.This means that subsequent alignment work is unavoidable. These clampings in turn require a sometimes large amount of additional effort, and since the machining center or the machine tool must be shut down to move the clamping devices, continuous machining is not possible. Another disadvantage is that the reject rate is high due to the repeated changes in position of the mostly color-coated profiles on the machine table and that a large amount of waste must be accepted.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Transport- und Haltevorrichtung für stangenförmige Werkstücke zu schaffen, mit der es möglich ist, ein Werkstück, z. B. ein Hohlprofil, einem Bearbeitungszentrum zuzuführen, ohne daß, um das Werkstück nahezu allseitig bearbeiten zu können, mehrmalige Umspannungen vorzunehmen sind. Ein aufgespanntes Werkstück soll vielmehr unterteilt und die abgetrennten Profilsegmente sollen an beliebigen Stellen, und zwar auch stirnseitig bearbeitet werden können, dabei sollen Arbeitsvorgänge durch Spanneinrichtungen nicht behindert werden. Diese sollen kurzzeitig jeweils derart anzuordnen sein, daß durch die Werkzeuge das Profil ungehindert zu bearbeiten ist. Eine optimale Bearbeitung, ohne daß ein größerer Verschnitt sowie längere manuell bedingte Rüstzeiten anfallen und die Profile beschädigt werden, soll demnach gewährleistet sein. Des weiteren soll eine Anpassung an unterschiedlich zu bearbeitende Werkstücke ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden können.The object of the invention is therefore to create a transport and holding device for rod-shaped workpieces, with which it is possible to feed a workpiece, e.g. a hollow profile, to a machining center without having to re-clamp it several times in order to be able to machine the workpiece on almost all sides. Rather, a clamped workpiece should be divided and the separated profile segments should be able to be machined at any point, including the front, and work processes should not be hindered by clamping devices. These should be able to be arranged for a short time in such a way that the profile can be machined unhindered by the tools. Optimum machining should therefore be guaranteed without causing major waste and longer manual setup times and without damaging the profiles. Furthermore, adaptation to workpieces that are to be machined in different ways should be possible without difficulty.
Gemäß der Erfindung wird dies mit einer Transport- und Haltevorrichtung erreicht, die gekennzeichnet ist durch einen auf einer ortsfesten Tragschiene verfahrbarenAccording to the invention, this is achieved with a transport and holding device which is characterized by a movable on a stationary support rail
Schlitten und einer Vielzahl mit diesem koppelbaren Spannstöcken, in denen das Werkstück mittels zustellbarer Spannbacken gehalten ist, und Betätigungsgliedern zum Öffnen der Spannbacken sowie zum Lösen der Verbindung zwischen dem Schlitten und den Spannstöcken.Slide and a number of clamping devices that can be coupled to it, in which the workpiece is held by means of adjustable clamping jaws, and actuating elements for opening the clamping jaws and for releasing the connection between the slide and the clamping devices.
Zweckmäßig ist es hierbei, den Schlitten mit einer mit Keilflächen versehenen Führungsschiene zu versehen, an der die Spannstöcke mittels Klemmstücken arretierbar sind, und zum Lösen der Klemmverbindung eine auf einen Klemmbacken einwirkende durch Druckmittel betätigbare Spannzange als Servoeinrichtung vorzusehen, die achssenkrecht zu der Tragschiene seitlich neben dieser angeordnet ist.It is advisable to provide the carriage with a guide rail with wedge surfaces, on which the vices can be locked by means of clamping pieces, and to provide a collet acting on a clamping jaw that can be actuated by pressure medium as a servo device in order to release the clamping connection, which is arranged perpendicular to the axis of the support rail at the side next to it.
Die Spannstöcke sollten jeweils aus einem ortsfest angeordneten Spannbacken und einem durch die Kraft einer Feder achssenkrecht zu dem Schlitten verstellbaren Spannbacken bestehen, die einzeln und/oder gemeinsam durch von Druckmittel beaufschlagbare Servoeinrichtungen entgegen der Kraft der Feder betätigbar sein sollte.The vices should each consist of a fixed clamping jaw and a clamping jaw that can be adjusted perpendicular to the slide axis by the force of a spring, which should be able to be actuated individually and/or jointly by servo devices that can be actuated by pressure medium against the force of the spring.
Des weiteren ist es angebracht, vorzugsweise innerhalb des Bearbeitungszentrums einander gegenüberliegend eine Spannzange sowie eine Servoeinrichtung zur Betätigung der verstellbaren Spannbacken der Spannstöcke und/oder zwei oder mehrere Spannzangen mit seitlichem Abstand zueinander und vorzugsweise gegeneinander verstellbar seitlich neben der Tragschiene anzuordnen. Und um ein Werkstück in mehrere Spannstücke einlegen zu können, sollte eine außerhalb des Bearbeitungszentrums neben der Tragschiene angeordnete Servoeinrichtung vorgesehen sein, mittels der mit dem Schlitten gekoppelte Spannstöcke gemeinsam betätigbar sind .Furthermore, it is advisable to arrange a collet and a servo device for operating the adjustable clamping jaws of the vices and/or two or more collets at a distance from each other and preferably adjustable against each other, preferably opposite each other, next to the support rail. And in order to be able to insert a workpiece into several clamping pieces, a servo device should be provided outside the machining center next to the support rail, by means of which the vices coupled to the slide can be operated together.
Wird eine Transport- und Haltevorrichtung für stangenförmige Werkstücke gemäß der Erfindung ausgebildet, in dem ein verfahrbarer Schlitten, eine Vielzahl mit diesem koppelbare Spannstöcke sowie diesen zugeordnete Betätigungsglieder vorgesehen werden, so ist es möglich, durch gemeinsames Öffnen aller erforderlichen Spannstöcke ein Werkstück in diese einzulegen und mittels des Schlittens dem Bearbeitungszentrum zuzuführen. Da aber die Spannstöcke von dem Schlitten entkoppelt und auch einzeln geöffnet werden können, ist es ferner mit Hilfe der Steuerung des Bearbeitungszentrums ohne Schwierigkeiten und kurzfristig möglich, abgetrennte Profilsegmente zu vereinzeln und die Spannstöcke jeweils derart auf das Werkstück und/oder dessen Teile einwirken zu lassen, daß das Werkstück bzw. Werkstücksegmente ungehindert an der vorgesehenen Stelle bearbeitet werden können. Durch Verstellbewegungen des Schlittens, Öffnen der Klemmverbindungen zwischen den Spannstöcken und dem Schlitten sowie Öffnen der Spannstöcke, wobei die einzelnen Vorgänge aufeinander abgestimmt vorzunehmen sind, können nämlich abgetrennte Werkstückteile zueinander versetzt und die Positionen der Spannstöcke können verändert werden .If a transport and holding device for bar-shaped workpieces is designed according to the invention, in which a movable carriage, a large number of vices that can be coupled to it and actuating elements assigned to them are provided, it is possible to insert a workpiece into them by opening all the necessary vices together and to feed it to the machining center using the carriage. However, since the vices can be decoupled from the carriage and also opened individually, it is also possible with the help of the control of the machining center to separate separated profile segments without difficulty and quickly and to let the vices act on the workpiece and/or its parts in such a way that the workpiece or workpiece segments can be machined unhindered at the intended location. By adjusting the slide, opening the clamping connections between the vices and the slide and opening the vices, whereby the individual processes must be carried out in a coordinated manner, separated workpiece parts can be moved relative to one another and the positions of the vices can be changed.
Der dazu erforderliche Bau- und Steuerungsaufwand ist gering, da die CNC-Achse des Bearbeitungszentrums als Arbeits- und Positionierachse für die Spannstöcke mit verwendet werden. Ein Verschnitt sowie Ausschuß sind bei der in dieser Weise zu bewerkstelligenden Zuführung und Halterung eines Werkstückes nicht in Kauf zu nehmen, auch werden Beschädigungen der meist lackierten Werkstücksegmente weitgehend vermieden. Und da keineThe construction and control effort required for this is low, since the CNC axis of the machining center is used as a working and positioning axis for the vices. Waste and rejects are not to be accepted when feeding and holding a workpiece in this way, and damage to the mostly painted workpiece segments is largely avoided. And since no
manuellen Umsetzungen vorzunehmen sind, sind auch die Rüstzeiten äußerst klein. Mit Hilfe der vorschlagsgemäß ausgebildeten Transport- und Haltevorrichtung sind demnach stangeförmige Werkstücke von nahezu allen Seiten auf sehr wirtschaftliche Weise zu bearbeiten.manual transfers, the set-up times are also extremely short. With the help of the transport and holding device designed as suggested, rod-shaped workpieces can be processed very economically from almost all sides.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Transport- und Haltevorrichtung für stangenförmige Werkstücke dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigen:The drawing shows an embodiment of the transport and holding device for rod-shaped workpieces designed according to the invention, which is explained in detail below. Shown here are:
Figur 1 die Transport- und Haltevorrichtung inFigure 1 the transport and holding device in
Draufsicht, vor Beginn eines Arbeitsvorganges ,Top view, before starting a work process,
Figur 2 die Transport- und Haltevorrichtung nachFigure 2 the transport and holding device according to
Figur 1 während einer stirnseitigen Bearbeitung eines Werkstücksegmentes,Figure 1 during frontal machining of a workpiece segment,
jeweils in schematischer Darstellung, undeach in schematic representation, and
Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Figur 1.Figure 3 is a section along the line III - III of Figure 1.
Die in Figur 1 und 2 schematisch dargestellte und mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Transport von stangenförmigen Werkstücken, beispielsweise eines Hohlprofils 4, zu einem Bearbeituungszentrum 2 sowie zur Halterung auch während eines Bearbeitungsvorganges und besteht im w e sentlichen aus einem auf einer ortsfest angeordneten Schiene 10 verfahrbaren Schlitten 11, einer Vielzahl von Spannstöcken 21 sowie Betätigungsgliedern für diese in Form von seitlich neben der Schiene 10 angebrachten von einem Druckmedium betätigbaren Servoeinrichtungen 31, 41 und 51. Mit Hilfe der Servoeinrichtung 31 können mehrereThe device shown schematically in Figures 1 and 2 and designated with 1 is used to transport bar-shaped workpieces, for example a hollow profile 4, to a machining center 2 and to hold them during a machining process and consists essentially of a carriage 11 that can be moved on a stationary rail 10, a large number of vices 21 and actuating elements for these in the form of servo devices 31, 41 and 51 that are mounted laterally next to the rail 10 and can be actuated by a pressure medium. With the help of the servo device 31, several
Spannstöcke 21 zum Einlegen des Werkstückes 4 gemeinsam genöffnet werden, die Servoeinrichtung 41 dient zum Öffnen jeweils eines Spannstockes 21. Und durch die beiden Servoeinrichtungen 51 kann jeweils die Verbindung zwischen einem Spannstock 21 und dem Schlitten 11 gelöst werden.Vices 21 can be opened together to insert the workpiece 4, the servo device 41 serves to open one vice 21 at a time. And the two servo devices 51 can release the connection between one vice 21 and the slide 11.
Die Spannstöcke 21 bestehen, wie dies insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist, aus einem ortsfesten Spannbacken 22 sowie einem gegenüber diesem verstellbaren Spannbacken 23, der durch die Kraft einer in einem mit dem Spannbacken 22 fest verbundenen Rohr 25 eingesetzten und somit an diesem abgestützten Druckfeder 29 gegen das Werkstück 4 preßbar ist. Auf dem Rohr 25 ist eine mit Nuten 24' versehene Auflageplatte 24 in dessen Achsrichtung begrenzt verschiebbar gehalten, in deren Nuten 24' je nach der Breite des einzuspannenden Werkstückes der Spannbacken 23 wechselweise eingesetzt werden kann.The vices 21 consist, as can be seen in particular from Figure 3, of a stationary clamping jaw 22 and a clamping jaw 23 which is adjustable relative to it and which can be pressed against the workpiece 4 by the force of a compression spring 29 inserted in a tube 25 which is firmly connected to the clamping jaw 22 and is thus supported on it. A support plate 24 provided with grooves 24' is held on the tube 25 so that it can be moved to a limited extent in its axial direction, in the grooves 24' of which the clamping jaw 23 can be inserted alternately depending on the width of the workpiece to be clamped.
Die Druckfeder 29 wirkt über ein Zwischenstück 30 auf die Auflageplatte 24 ein. Um dies zu bewerkstelligen, ist das Ansatzstück 30 fest mit der Auflageplatte 24 verbunden und durchgreift das Rohr 25, in das dazu Längsschlitze 25' eingearbeitet sind. Die Spannkraft der Druckfeder 29 wird somit auf die Auflageplatte 24 und von dieser auf den Spannbacken 23 übertragen. Und um den Spannbacken 23 entgegen der Spannkraft der Druckfeder 29 nach rechts verschieben und somit den Spannstock 21 öffnen zu können, ist der aus einem Hydraulikzylinder 42 mit in diesen eingesetzten Kolben bestehenden Servoeinrichtung 41 Druckmittel zuzuführen, so daß die Kolbenstange 43 auf das Zwischenstück 30, an dem dazu eine Rolle 30' angebracht ist, einwirken kann.The compression spring 29 acts on the support plate 24 via an intermediate piece 30. To achieve this, the extension piece 30 is firmly connected to the support plate 24 and passes through the tube 25, into which longitudinal slots 25' are machined for this purpose. The tensioning force of the compression spring 29 is thus transferred to the support plate 24 and from there to the clamping jaw 23. And in order to be able to move the clamping jaw 23 to the right against the tensioning force of the compression spring 29 and thus open the vice 21, pressure medium must be supplied to the servo device 41, which consists of a hydraulic cylinder 42 with a piston inserted into it, so that the piston rod 43 can act on the intermediate piece 30, to which a roller 30' is attached for this purpose.
Die Spannstöcke 21 sind durch eine Klemmverbindung lösbar mit dem Schlitten 11 verbunden. Dazu ist auf diesem mittels Schrauben 14 eine Führungsschiene 12 befestigt, die Keilflächen 13 und 13" aufweist, und an dem Rohr ist ein Klemmstück 26 angebracht, das ein weiteres um einen Bolzen 28 verschwenkbares Klemmstück 27 trägt. Durch die Kraft einer auf das Klemmstück 27 einwirkenden an dem Klemmstück 26 abgestützten Druckfeder 29* wird das Klemmstück 27 mit der Klemmfläche 27' an das Klemmstück 13 gepreßt, so daß der Spannstock 23 bei einer Verstellbewegung des Schlittens 11 von diesem mitgenommen wird.The vices 21 are detachably connected to the slide 11 by a clamping connection. For this purpose, a guide rail 12 is fastened to the slide by means of screws 14, which has wedge surfaces 13 and 13", and a clamping piece 26 is attached to the tube, which carries another clamping piece 27 that can be pivoted about a bolt 28. The force of a compression spring 29* acting on the clamping piece 27 and supported on the clamping piece 26 presses the clamping piece 27 with the clamping surface 27' onto the clamping piece 13, so that the vice 23 is carried along by the slide 11 during an adjustment movement.
Das Lösen der Klemmverbindung zwischen dem Spannstück und dem Schlitten 11 wird mittels der als Spannzange ausgebildeten Servoeinrichtung 51 bewerkstelligt. Die Kolbenstange 54 eines in einen Zylinder 53 eingesetzten von einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolbens wirkt dazu auf die Spannzange 52 ein, durch die der auf dem Bolzen 28 verdrehbar gelagerte Klemmhebel 27 verschwenkt und somit von dem Klemmstück 13 gelöst werden kann.The clamping connection between the clamping piece and the slide 11 is released by means of the servo device 51 designed as a collet. The piston rod 54 of a piston that can be acted upon by a pressure medium and is inserted into a cylinder 53 acts on the collet 52, through which the clamping lever 27 that is rotatably mounted on the bolt 28 can be pivoted and thus released from the clamping piece 13.
Soll ein Werkstück 4 in dem Bearbeitungszentrum 2 mittels der in einem Werkzeugträger 3 eingesetzter Werkzeuge bearbeitet werden, so sind zunächst mittels der Servoeinrichtung 31, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als eine durch einen mit einem Kolben versehenen Hydraulikzylinder 33 verstellbare Platte 32 ausgebildet ist, alle sich außerhalb des Bearbeitungszentrums 2 befindlichen Spannstöcke 21 zu öffnen. Die Servoeinrichtung 31 wirkt dazu auf die Zwischenstücke 30 ein, so daß die Spannbacken 23 entgegen der Kraft der Feder 29 nach rechts verschoben und das Werkstück 4 eingelegt werden kann.If a workpiece 4 is to be machined in the machining center 2 using tools inserted in a tool carrier 3, all of the clamping jaws 21 located outside the machining center 2 must first be opened using the servo device 31, which in the embodiment shown is designed as a plate 32 that can be adjusted by a hydraulic cylinder 33 provided with a piston. The servo device 31 acts on the intermediate pieces 30 so that the clamping jaws 23 can be moved to the right against the force of the spring 29 and the workpiece 4 can be inserted.
Selbstverständlich sind vorab die Spannbacken 23 auf dieOf course, the clamping jaws 23 are adjusted to the
Breite des Werkstückes 4 auszurichten. Nach dem Entlüften der Servoeinrichtung 31 werden die Spannbacken 23 durch die Kraft der Druckfeder 29 gegen das Werkstück 4 gepreßt.Width of the workpiece 4. After the servo device 31 has been vented, the clamping jaws 23 are pressed against the workpiece 4 by the force of the compression spring 29.
Sodann wird der Schlitten 11 gesteuert dem Werkzeugträger 3 zugeführt und das Werkstück 4 wird beispielsweise, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, in zwei Werkzeugsegmente 4' und 41' unterteilt.The carriage 11 is then fed to the tool carrier 3 in a controlled manner and the workpiece 4 is divided, for example, as shown in Figure 2, into two tool segments 4' and 4 1 '.
Um das Werkstücksegment 411 an der Schnittfläche bearbeiten zu können, sind die Werkstücksegmente 4' und 41 ' zu vereinzeln. Dies wird in der Weise bewerkstelligt, in dem mit Hilfe der einander gegenüberliegend in dem Bearbeitungszentrum 2 angeordneten Servoeinrichtungen und/oder 51 und einem gesteuerten Verfahren des Schlittens 11, in dem wechselweise die Verbindungen zwischen einem Spannstock 21 und dem jeweiligen Werkstücksegment 41 bzw. 41' sowie zwischen dem Spannstock 21 und dem Schlitten 10 gelöst werden, die Spannstöcke 21 in bezug auf die Werkstücksegmente 4' und 4'1 entsprechend positioniert werden. Sodann wird mit Hilfe der beiden Servoeinrichtungen 51 die Klemmverbindung zwischen der Schiene 11 und den Spannstöcken 21 eines der Werkstücksegmente oder 411 gelöst, so daß der Schlitten 10 und mit diesem das andere Werkstücksegment 4I! bzw. 4' um eine entsprechende Wegstrecke verfahren werden kann.In order to be able to machine the workpiece segment 4 11 on the cutting surface, the workpiece segments 4' and 4 1 ' must be separated. This is accomplished in such a way that the vices 21 are positioned accordingly in relation to the workpiece segments 4' and 4' 1 with the aid of the servo devices and/or 51 arranged opposite one another in the machining center 2 and a controlled movement of the slide 11 in which the connections between a vice 21 and the respective workpiece segment 4 1 or 4 1 ' and between the vice 21 and the slide 10 are alternately released. The clamping connection between the rail 11 and the vices 21 of one of the workpiece segments or 4 11 is then released with the aid of the two servo devices 51, so that the slide 10 and with it the other workpiece segment 4 1! or 4' can be moved by a corresponding distance.
Selbstverständlich sind die beiden Servoeinrichtungen 51 in einem derartigen Abstand zueinander anzuordnen, daß zumindest pie auf eines der Werkstücksegmente 41, 411 einwirkenden Spannstöcke 21 durch die Servoeinrichtungen 51 zu/betätigen sind.Of course, the two servo devices 51 are to be arranged at such a distance from one another that at least the vices 21 acting on one of the workpiece segments 4 1 , 4 11 can be actuated by the servo devices 51.
26. Februar ^993
A 9533 e-1February 26 ^993
A 9533 e-1
Claims (1)
Automation GmbHHandtmann A-Point
Automation GmbH
eine außerhalb des Bearbeitungszentrums (2) neben der Tragschiene (10) angeordnete Servoeinrichtung (31) vorgesehen ist, mittels der die Spannstöcke (21) gemeinsam betätigbar sind.that for inserting a workpiece (4) into the vices (21) arranged on the slide (11)
a servo device (31) arranged outside the machining center (2) next to the support rail (10) is provided, by means of which the vices (21) can be actuated together.
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